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材料拉力試驗(yàn)機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展

閱讀：1740發(fā)布時(shí)間：2009-3-31

材料拉力試驗(yàn)機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展
 
點(diǎn)擊次數(shù)：31 發(fā)布時(shí)間：2009-3-7
 

摘要：進(jìn)口設(shè)備備件的使用，成為老大難，已被廣大用戶(hù)的共識(shí)。本文介紹了橡塑行業(yè)進(jìn)口電拉實(shí)驗(yàn)機(jī)的維修改造過(guò)程，提出了用國(guó)產(chǎn)交流伺服控制器改造原來(lái)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)備件國(guó)產(chǎn)化的途徑。  
關(guān)鍵詞：拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)；伺服控制；改造  
   我公司九一年從德國(guó)ZWICK公司引進(jìn)一臺(tái)10KN電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)，主要用于橡塑制品的性能測(cè)試。其主要特點(diǎn)：主電機(jī)功率0.45KW直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙絲杠，帶動(dòng)橫梁移動(dòng)實(shí)現(xiàn)拉、壓功能，采用速度反饋及電流反饋的雙閉環(huán)控制，啟動(dòng)扭矩大，調(diào)速范圍廣、精度高（力值0.1N，位移0.01mm）。九八年的使用過(guò)程中，主機(jī)電源控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，檢查發(fā)現(xiàn)燒壞了開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓?jiǎn)?dòng)器（DAA4003DP）及大功率管（BUW92D）等元件。后與該制造廠(chǎng)家，報(bào)價(jià)高達(dá)7萬(wàn)元。后經(jīng)討論商定，借鑒國(guó)產(chǎn)CMT5104電子拉力機(jī)控制的成功經(jīng)驗(yàn)，改造現(xiàn)有設(shè)備，在不改變?cè)O(shè)備測(cè)試精度的前提下，用一套獨(dú)立的伺服控制系統(tǒng)代替原驅(qū)動(dòng)板，其它不變，這樣可大幅度降低維修成本。  
分析原直流伺服系統(tǒng)的工作原理，當(dāng)運(yùn)行指令發(fā)出時(shí)，b3的4、5兩點(diǎn)閉合，發(fā)出工作信號(hào)，而后b1的1、3接受計(jì)算機(jī)發(fā)出的0～10VDC可變電壓信號(hào)，控制電機(jī)的速度大小和方向。根據(jù)其工作特性，把U1驅(qū)動(dòng)控制板解析為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，也可以用其它伺服系統(tǒng)代替，實(shí)現(xiàn)該控制功能。  

目前交流伺服技術(shù)發(fā)展很快，采用了*全數(shù)字式驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)調(diào)整方便，產(chǎn)品生產(chǎn)的一致性、可靠性強(qiáng)，同時(shí)集成復(fù)雜的電機(jī)控制算法和智能化控制功能，如增益自動(dòng)調(diào)整，計(jì)算機(jī)通信等功能，已逐步取代九十年代的直流伺服系統(tǒng)，因此我們考慮采用價(jià)廉質(zhì)優(yōu)的交流伺服系統(tǒng)。而松下MINAS A 系列交流伺服驅(qū)動(dòng)器正是其中的杰出代表，其控制方式多種，有位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制，還可以用裝有PANTERN通信軟件的個(gè)人電腦來(lái)查看、設(shè)定和調(diào)整參數(shù)，十分方便調(diào)試，電機(jī)軸端采用2500p/r增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，保證了系統(tǒng)的高精度和高穩(wěn)定性。 

其14、15腳為速度指令端子，相當(dāng)于B1的1、3兩點(diǎn)，7、41腳為控制電源DC24V端子，29腳為伺服“ON"端子，接線(xiàn)時(shí)將此端子與“COM-"短接即可，26腳為“ZEROSPD"信號(hào)端子，控制電機(jī)的運(yùn)行和停止。由于該伺服器的電源為三相220V，還需制做一個(gè)三相電源變壓器提供。  
根據(jù)實(shí)驗(yàn)機(jī)的工作條件，應(yīng)該采用速度控制方式，其功能接線(xiàn)圖（如圖3）所示，C為旋轉(zhuǎn)編碼器，M為交流伺服電機(jī)，其中我們主要采用29腳“伺服-ON"端子，當(dāng)此端子連接到COM-時(shí)，驅(qū)動(dòng)器被允許工作；26腳零速嵌位端子，此端子控制速度指令的有效、無(wú)效，與“COM-"連接時(shí)，速度指令被認(rèn)為有效，我們用它來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)行和停止；14、15腳“速度指令"端子，此端子用來(lái)輸入0～±10VDC模擬電壓，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速及方向。當(dāng)系統(tǒng)得電時(shí)，KM主接觸器吸和，接通伺服器電源，操作人員設(shè)定好工藝參數(shù)，按下啟動(dòng)鍵后，SRV-ON端子有輸入信號(hào)，伺服器開(kāi)始進(jìn)入工作狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)工藝要求所設(shè)定的參數(shù)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)輸出0～10VDC的可調(diào)直流電壓信號(hào)，控制伺服器輸出電壓，從而控制電機(jī)速度大小及方向的改變，完成一個(gè)工作周期。經(jīng)過(guò)多次調(diào)整調(diào)出試驗(yàn)用50、100、500mm/min試驗(yàn)速度，并重新校對(duì)各試驗(yàn)參數(shù)，啟動(dòng)、制動(dòng)均能滿(mǎn)足要求。 

  選用參數(shù)情況如下：（1）驅(qū)動(dòng)器型號(hào)：MSDA083A1A，輸入電壓：三相220V，輸出電壓：三相116V，功率：750W，編碼器：2500p/r；伺服電機(jī)型號(hào)：MSMA082A1G，額定電壓：三相116V，額定功率750W，額定轉(zhuǎn)速：3000r/m，額定頻率：200HZ。（2）安裝電機(jī)時(shí)，由于現(xiàn)有伺服電機(jī)和原伺服電機(jī)安裝尺寸有不同，又精心測(cè)量、 設(shè)計(jì)制作了一個(gè)關(guān)鍵連接部件及多楔帶輪，裝配后（如圖4），未改變?cè)袀鲃?dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度。  
經(jīng)過(guò)多次材料拉伸實(shí)驗(yàn)，*達(dá)到了以前的工藝標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備改造至今已有幾個(gè)月了，達(dá)到預(yù)期效果，性能比較穩(wěn)定。以不足萬(wàn)元的維修費(fèi)用,短時(shí)間的技術(shù)改造,讓近三十多萬(wàn)元的進(jìn)口設(shè)備重新恢復(fù)啟用,這為我們以后故障維修及備件提供了可靠保證。不但降低了費(fèi)用，而且使我們體會(huì)了技術(shù)改造的價(jià)值，也為同行開(kāi)辟了一條新的維修捷徑和寶貴經(jīng)驗(yàn)。 


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